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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章,部分专题研究介绍,第一节,AB,5,型贮氢合金,第八章 部分专题研究介绍 第一节 AB5型贮氢合金,1,AB,5,型合金的种类,AB,5,型合金分为,La,系和混合稀土（,Mm,）系。在电池中最先采用的是,LaNi,5,合金，但是由于,La,的成本高等原因，后来发展了价格较低的混合稀土合金。为了提高合金的性能，分别对,A,侧和,B,侧的元素进行了取代，发展了三元、四元、五元甚至六元合金。,AB5型合金的种类 AB5型合金分为La系和混合稀土（Mm）,2,AB,5,型合金的结构,AB,5,型合金的性能,一般结构式,晶系,氢化物理论分子式,贮氢量,理论放电容量,AB,5,六方晶系,AB,5,H,6,1.6%436mAh/g,当氢和合金表面接触时,氢分子吸附到合金表面,氢氢键解离为原子态氢,这种氢原子活性很大，象海绵吸水一样进入金属的原子之间，形成固溶性氢化物。,Ni,打开氢氢键所耗的活化能最小。,氢原子在六配位四面体晶格间隙位置和四配位四面体晶格间隙位置，实际上,H,原子在晶格中的占有位置也依赖于金属原子的半径。,AB5型合金的结构 AB5型合金的性能,3,AB,5,型合金取代元素的研究,LaNi,5,合金不仅价格昻贵，而且吸放氢过程中晶胞体积过度膨胀和收缩，吸放氢前后体积变化率达25%，由于体积急剧变化，引起合金颗粒内部产生很大的应力，从而导致合金的严重粉化。为了克服这些缺点，人们采用了添加辅助元素部分取代基本元素的方法。,AB5型合金取代元素的研究 LaNi5合金不仅价格昻贵，而,4,A,侧取代元素,一般说来，用离子半径大的元素取代离子半径小的元素，容量增大，但稳定性降低；反之，用离子半径小的元素取代离子半径大的元素，其容量降低，但稳定性升高。离子半径小，其,PCT,曲线压力升高。,A,侧的取代元素主要有,Zr,、,Nd,、,Ce,等。,A侧取代元素 一般说来，用离子半径大的元素取代离子半径小的元,5,B,侧取代元素,B,侧取代元素很多，已试验过的元素有,Co,、,Mn,、,Al,、,Si,、,Ti,、,Cu,、,Cr,、,Fe,、,Li,等。元素取代的目的在于克服合金的粉化，调节吸,/,放氢时的平台压力，改善贮氢合金的电化学性能等,（,19,）,。一般来说，,B,侧取代元素应符合以下特点：,V,M,/V,MO,1,，即金属与其金属氧化物体积之比约为,1,的元素进行取代，如,Al,等，,Mn,的氧化物疏松，因此加入时最好用,Al,包起来。,B侧取代元素 B侧取代元素很多，已试验过的元素有Co、Mn,6,合金的制造工艺,冷却速度的影响,退火处理,合金的粉碎工艺,机械合金化法,合金的制造工艺 冷却速度的影响,7,合金粉及其电极的表面处理,表面包覆,表面还原处理和氟化处理,热碱处理,酸性处理,合金粉及其电极的表面处理 表面包覆,8,添加剂,导电剂,表面活性剂,其它添加剂,添加剂 导电剂,9,第二节,电池的高温性能,高温充电效率低下的原因,正极：,充电,Ni,（,OH,）,2,+OH,-,NiOOH+H,2,O+e,-,0.39V,（,vs Hg/HgO,）,放电,负极：,充电,M+H,2,O+e,-,MH+OH,-,-0.93V,（,vs Hg/HgO,）,放电,充电期间镍电极上的付反应：,4OH,-,O,2,+2H,2,O+4e,-,0.417V,（,vs Hg/HgO,）,贮氢电极上的付反应：,2MH 2M+H,2,第二节 电池的高温性能 高温充电效率低下的原因,10,电池设计,电池尺寸,另部件的选择与设计,电解液,隔膜,电池设计 电池尺寸,11,镍电极,提高过电位,镍电极 提高过电位,12,碱土金属元素、过渡元素的化合物在,45下对电池的充电效率影响,碱土金属元素、过渡元素的化合物在45下对电池的充电效率影响,13,稀土元素氧化物对提高镍电极氧析出过电位的影响,稀土元素氧化物对提高镍电极氧析出过电位的影响,14,添加方法,共沉积,表面包覆,物理搀杂,多方法共同应用,添加方法共沉积,15,贮氢电极,要有合适的吸放氢平台,要有良好的高温耐腐蚀性能,温度的影响,表面包覆,贮氢电极 要有合适的吸放氢平台,16,电解液,三元,添加剂,电解液的量,电解液分配,电解液 三元,17,隔膜,隔膜,18,其他方法,充电控制,充电环境温度控制,电池模块、电池包设计,组合数量,其他方法 充电控制,19,
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